Mine d'uranium à ciel ouvert en Australie (©photo)
Définition et catégories
L’uranium naturel est un métal de couleur gris argenté présent partout dans l’écorce terrestre. On en trouve en particulier dans des gisements granitiques ou sédimentaires à des teneurs moyennes d'environ 0,2% à 2%.
L’uranium naturel n’est constitué que de trois isotopes : l'uranium 238, le plus lourd des atomes présent dans l’écorce terrestre, le plus stable des trois et donc le plus abondant (99,28%); l'uranium 235 (0,71%), seul atome naturel fissile; enfin des traces d’uranium 234 (0,006%). Dans les réacteurs nucléaires à eau, de l’uranium « enrichi » en isotope 235 (généralement à des taux de 3 à 5%) est utilisé. Cet uranium enrichi permet de produire près de 11% de l’électricité globale dans le monde en 2012(1).
Il convient de distinguer les ressources des réserves en uranium naturel : les ressources regroupent la totalité des quantités de minerais identifiées dans le sol tandis que les réserves désignent la part de ces ressources dont l’exploitation économique est assurée dans les conditions actuelles. Les réserves sont ainsi assimilées aux ressources que l’on qualifie de « raisonnablement assurées » (RRA), c'est-à-dire la part techniquement « recouvrables » à un coût d’extraction satisfaisant. A ces réserves s’ajoutent des ressources spéculatives supplémentaires dont il ne sera pas fait mention dans cette fiche.
Notons que les changements de prix, l’évolution des infrastructures, les technologies, les décisions politiques peuvent faire baisser ou augmenter les évaluations des réserves d’uranium naturel disponibles dans le monde.
Évaluation
On trouve de l’uranium partout dans la croûte terrestre, dans des proportions variables, et également dans l’eau de mer.
Proportion d’uranium sur terre (ppm : part par million : 0,0001%)
Les roches sont toujours qualifiées de « minerais » lorsqu’elles possèdent une concentration en uranium supérieure à 1 000 ppm (soit 0,1%). Des roches ayant des concentrations en uranium inférieures à 0,1% peuvent également être qualifiées de « minerais » à condition que l’uranium puisse y être facilement séparé des autres éléments et soit économiquement recouvrable.
Les réserves doivent être estimées au regard d’un coût d’extraction. Par exemple, les RRA, récupérables à moins de 130 $/kg d’uranium sont estimées à 5,3 millions de tonnes en 2011(2).
La répartition géographique des RRA d’uranium naturel dans le monde est relativement plus équilibrée que celle des réserves d’hydrocarbures (près de 48% des réserves prouvées de pétrole et plus de 43% de celles de gaz se trouvent au Moyen-Orient)(3). Ce constat doit toutefois être relativisé par la découverte de nouveaux gisements d’hydrocarbures non conventionnels.
En 2011, l’Australie dispose de 31% des réserves prouvées d’uranium naturel dans le monde, soit près de 1 661 000 tonnes(4). Les autres pays possédant plus de 5% des réserves mondiales sont :
- le Kazakhstan (12% des réserves mondiales) ;
- le Canada (9%) ;
- la Russie (9%) ;
- le Niger (8%) ;
- l’Afrique du Sud (5%) ;
- le Brésil (5%) ;
- la Namibie (5%).
Les réserves en uranium de la France sont très faibles (< 0,5%), avec des coûts d’extraction très élevés. Les recherches des géologues permettent de savoir que d’importants gisements d’uranium restent à exploiter en Australie et au Canada. D’autres pays politiquement instables possèdent également d’importants gisements mais l’exploitation y est faible.
RRA à un coût d’extraction de 130$/kg d’uranium dans les pays possédant plus d’1% des réserves mondiales en 2009. En 2011, la part du Niger s'est élevée à 8%. (d'après données World Nuclear Association)
La quantité mondiale d’uranium naturel nécessaire pour produire de l’électricité en exploitant la fission de l’uranium 235 (réacteurs de 1e à 3e générations) est estimée à 65 900 tonnes en 2014(5). Les RRA à un coût d’extraction de moins de 130 $/kg d’uranium permettraient de soutenir cette consommation au rythme actuel durant un peu moins de 100 ans. Au-delà, l’exploitation devra se porter sur des ressources aux coûts d’extraction supérieurs (voire dans les millions de tonnes d’uranium contenus dans les phosphates et les quantités encore plus importantes contenues dans l’eau des océans, toutefois dans d’infimes proportions).
Acteurs majeurs
En 2012, 8 compagnies se partagent 88% du marché de l'extraction de l'uranium dans le monde. Parmi elles, les trois plus importants producteurs d’uranium sont Cameco (Canada), Areva (France) et Kazatomprom (Kazakhstan). Toutes ces grandes compagnies sont nées des pays possédant les réserves en uranium naturel les plus importantes, à l’exception d’Areva.
Le groupe Areva s’est développé dans cette activité minière pour répondre à la forte demande du parc nucléaire français, composé de 58 réacteurs nucléaires. Notons que l’Australie, pays disposant des plus grandes réserves mondiales en uranium naturel, et le Kazakhstan, premier producteur mondial (36,5% de la production mondiale en 2012), n’en possède pas en activité.
Dix plus grands groupes producteurs d'uranium (d'après World Uranium Mining 2011)
Chiffres clés
Estimation de la durée des réserves par type de ressource : rappel de la durée de vie des réserves des différentes matières premières
- Uranium : un peu moins de 100 ans (sur la base des réacteurs de 2ème génération, milliers d’années dans le cas d’une industrialisation des surgénérateurs). Le doublement de la consommation d'uranium pourrait être compensé par des dépenses d'extraction plus importantes, permettant d'augmenter les RRA.
- Pétrole : environ 53 ans de réserves prouvées
- Gaz : environ 56 ans
- Charbon : environ 109 ans
Passé et présent
Les ressources mondiales d’uranium commencent à être estimées dans les années 1950, alors que les États-Unis mettent en place le programme « Atoms for Peace » et que l’AIEA est créée. L’OCDE publie en 1965 un Livre rouge nommé « Évaluation des ressources mondiales d’uranium et de thorium ». Depuis lors, l’OCDE publie tous les deux ans une version mise à jour des réserves estimées grâce aux informations communiquées par une cinquantaine de pays, dont quasiment tous les producteurs significatifs d’uranium.
Depuis la fin des années 1980, la production des mines d’uranium couvre uniquement 50 à 60 % de la consommation totale des réacteurs. Le complément d’offre est essentiellement issu de la mobilisation des stocks en uranium. S’y ajoutent d’autres stocks de matières militaires (Etats-Unis et ex-URSS) et, enfin les matières issues du recyclage via le traitement des combustibles usés. Aujourd’hui, la production d’uranium naturel (près de 58 400 tonnes en 2012) est encore inférieure à la demande (de l'ordre de 66 000 tonnes par an).
Futur
L’exploitation des réserves d’uranium naturel dépend avant tout du développement de la production d’énergie nucléaire. Celle-ci dépend elle-même principalement des orientations politiques et économiques (part de la production d’énergie nucléaire dans le mix électrique) ainsi que de la croissance démographique (hausse de la demande d’électricité).
En 2005, la World Nuclear Association (WNA) a posé l’hypothèse d’un doublement de la puissance installée du parc nucléaire mondial d’ici à 2030 (de 370 GWe à 740 GWe). Dans ce scénario, le parc nucléaire mondial serait toujours essentiellement constitué de réacteurs à eau, dont certains seraient remplacés par des réacteurs de 3e génération. La consommation annuelle d’uranium naturel atteindrait alors, selon la WNA, 159 000 tonnes d’uranium en 2035, soit plus du double de la consommation actuelle. Cette hausse de la consommation nécessiterait l’exploitation de nouvelles mines d’uranium.
L'accident de Fukushima Daiichi a toutefois freiné le développement de l'énergie nucléaire dans le monde. Au 18 avril 2014, la puissance installée du parc nucléaire mondial atteint 372,8 GW.
Le développement des Réacteurs à Neutrons Rapides (RNR, 4e génération) pourrait bouleverser la notion même de réserves d’uranium. Ces réacteurs utilisent en effet directement l’isotope U238 dit « fertile », qui est plus de 100 fois plus abondant que l’uranium 235. Dans cette hypothèse, la question des réserves d’uranium naturel ne se poserait plus dans les mêmes termes. En particulier, les RNR pourraient utiliser comme combustible, pendant des millénaires, les milliers de tonnes d’uranium « appauvri » en uranium 235 provenant des réacteurs de 1e à 3e génération, actuellement considérés et stockés comme des déchets.
Egalement au centre des recherches actuelles, le thorium est l’autre métal « fertile » pouvant alimenter des réacteurs nucléaires à neutrons rapides (réacteurs à sels fondus). Ses réserves sont 3 à 4 plus abondantes dans l’écorce terrestre que celles d’uranium. Son exploitation future dans des réacteurs à sels fondus pourrait elle aussi avoir un impact sur l’exploitation des RRA d’uranium naturel.
